Rapport de recherche sur l’effet de l’intervention à la naringine sur les nouveaux neurones et les niveaux de BDNF dans un modèle d’ischémie-reperfusion cérébrale chez le rat

Contexte

Avec l’augmentation mondiale des maladies cardiovasculaires, l’accident vasculaire cérébral ischémique est devenu une cause majeure de décès et d’invalidité, affectant la qualité de vie de millions de personnes. Malgré les progrès constants de la médecine moderne dans les méthodes de traitement, telles que les médicaments thrombolytiques et la thrombectomie mécanique, les patients doivent recevoir un traitement rapide peu après l’apparition de la maladie, mais la fenêtre temporelle pour ces traitements est très étroite, entraînant une récupération fonctionnelle limitée et souvent accompagnée d’un taux élevé d’invalidité. Par conséquent, l’exploration de nouvelles approches thérapeutiques pour améliorer la récupération fonctionnelle et réduire le taux d’invalidité devient de plus en plus importante.

L’activation du processus de neurogenèse endogène après une lésion d’ischémie-reperfusion cérébrale est un domaine de recherche d’actualité ces dernières années. Des études ont montré que les lésions ischémiques peuvent déclencher un faible niveau de neurogenèse endogène dans la zone sous-ventriculaire (SVZ) et la zone sous-granulaire (SGZ) du gyrus denté chez le rat, suivi de la migration des neuroblastes vers le site de la lésion. Par conséquent, la stimulation de la prolifération, de la migration et de l’intégration synaptique des cellules souches/progénitrices neurales par des facteurs exogènes pour améliorer la récupération des fonctions motrices et cognitives après un AVC a été largement étudiée.

Parmi les nombreux facteurs exogènes, les flavonoïdes, en tant que composés naturels, attirent davantage l’attention en raison de leurs propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. Parmi eux, la naringine, un flavonoïde naturel extrait du pamplemousse et de l’orange, a été démontré avoir des effets positifs sur la neurogenèse et les niveaux du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) dans des conditions physiologiques et pathologiques.

Source

Cette étude a été menée par Esen Yilmaz, Gozde Acar, Ummugulsum Onal, Ender Erdogan, Abdulkerim Kasim Baltaci et Rasim Mogulkoc de l’Université Selcuk en Turquie, et publiée dans le volume 26, numéro 4 de la revue “Neuromolecular Medicine” en 2024.

Conception et méthodes de l’étude

Sujets de l’étude

L’étude a utilisé 40 rats mâles Wistar (âgés de 10 à 12 semaines), tous provenant du Centre de recherche et d’application sur les animaux de laboratoire de l’Université Selcuk. Avant et après l’expérience, tous les rats avaient libre accès à une alimentation standard et à l’eau.

Groupes expérimentaux

L’expérience a été divisée en 5 groupes : 1. Groupe contrôle (n=6) 2. Groupe chirurgie simulée (n=6) 3. Groupe ischémie-reperfusion (n=9) 4. Groupe ischémie-reperfusion + véhicule (n=9) 5. Groupe ischémie-reperfusion + naringine (n=10)

Procédure expérimentale

Établissement du modèle d’occlusion/reperfusion bilatérale de l’artère carotide

Un modèle d’occlusion bivasculaire (2VO) a été utilisé pour produire une ischémie cérébrale expérimentale globale chez les rats. Les étapes chirurgicales étaient les suivantes : 1. Les rats ont été anesthésiés avec de la kétamine et de la xylazine (60 mg/kg et 5 mg/kg). 2. Les rats anesthésiés ont été fixés sur la table d’opération en position dorsale, et une incision médiane a été pratiquée dans le cou pour exposer les artères carotides communes gauche et droite. 3. Les artères carotides communes ont été soigneusement séparées et ligaturées pendant 30 minutes pour induire une ischémie cérébrale globale. 4. Après 30 minutes, les ligatures ont été retirées et l’incision a été fermée après confirmation de la reprise de la circulation sanguine.

Le groupe chirurgie simulée a seulement subi la séparation des artères carotides communes sans occlusion.

Traitement médicamenteux

Après l’ischémie-reperfusion, les groupes contrôle et chirurgie simulée n’ont reçu aucun traitement médicamenteux, le groupe ischémie-reperfusion + véhicule a reçu un traitement avec le véhicule CMC-Na (carboxyméthylcellulose sodique, 0,25%) pendant 14 jours, et le groupe ischémie-reperfusion + naringine a reçu un traitement oral par gavage de naringine (100 mg/kg) pendant 14 jours.

Évaluation comportementale des animaux

Score de fonction neurologique

Pour évaluer la fonction neurologique, l’étude a utilisé le système de score de Bederson pour attribuer un score de fonction neurologique aux rats. Les scores variaient de 0 à 3, correspondant respectivement à aucun déficit fonctionnel (0) et au déficit fonctionnel maximal (3).

Test du rotarod

Le test du rotarod a été effectué pour évaluer la fonction motrice, commençant quatre jours avant l’établissement du modèle d’ischémie-reperfusion. Le test a été répété aux jours 1, 7 et 14 après l’ischémie-reperfusion, en enregistrant le temps de maintien des rats sur le rotarod.

Détection moléculaire et analyse histologique

Prélèvement des tissus

Après la fin de l’expérience, les rats ont été euthanasiés et les tissus de l’hippocampe et du cortex frontal ont été prélevés.

Analyse immunohistochimique

Une analyse immunohistochimique a été effectuée sur 40 échantillons d’hippocampe et 40 échantillons de cortex frontal. La coloration DAPI a été utilisée pour marquer toutes les cellules nucléées, et l’anticorps anti-NeuN pour marquer les neurones matures.

Analyse PCR quantitative en temps réel

L’ARN total des tissus cérébraux a été extrait, rétrotranscrit en ADNc, et les niveaux d’expression de DCX (marqueur des nouveaux neurones) et de BDNF ont été détectés par PCR quantitative en temps réel.

Résultats

Effets sur la fonction neurologique

Le modèle d’ischémie-reperfusion a significativement augmenté le score de fonction neurologique, tandis que la supplémentation en naringine a significativement réduit le score, indiquant un certain effet protecteur de la naringine contre les lésions neuronales.

Effets sur la fonction motrice

Les résultats du test du rotarod ont montré que l’ischémie-reperfusion a significativement réduit le temps de maintien des rats sur le rotarod, tandis que deux semaines de supplémentation en naringine l’ont significativement augmenté pour atteindre des niveaux proches de ceux du groupe contrôle.

Neurogenèse et niveaux de BDNF

Les résultats immunohistochimiques ont montré que : 1. L’ischémie-reperfusion a entraîné une diminution significative des niveaux de marqueurs DAPI et NeuN dans l’hippocampe et le cortex frontal. 2. La supplémentation en naringine a significativement restauré les niveaux d’expression de ces marqueurs.

Les résultats de PCR quantitative en temps réel ont montré que : 1. Les niveaux d’expression des gènes DCX et BDNF ont été significativement réduits dans le groupe ischémie-reperfusion. 2. La supplémentation en naringine a significativement restauré les niveaux d’expression de ces deux gènes.

Conclusion et signification

L’étude démontre que 30 minutes d’ischémie cérébrale globale suivies de 2 semaines de reperfusion entraînent des lésions des fonctions neurologiques et motrices chez les rats, tandis que la supplémentation en naringine peut améliorer significativement ces lésions. Spécifiquement, elle augmente l’expression des marqueurs de neurogenèse DCX et NeuN, et restaure les niveaux de BDNF supprimés, améliorant ainsi les fonctions neurologiques et motrices des rats. Cela fournit une base pour la naringine en tant que candidat médicament potentiel pour le traitement des lésions cérébrales ischémiques.

Orientations futures de la recherche

Des recherches supplémentaires sur les mécanismes d’action de la naringine via les récepteurs des facteurs neurotrophiques (comme TrkB), les voies de signalisation des protéines kinases activées par les mitogènes (MAPK/ERK), la phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), etc., pour analyser plus en détail ses mécanismes moléculaires dans la neuroprotection et la neurogenèse, aideront à développer des méthodes de traitement plus efficaces pour l’AVC.